一种电阻设备温度及温梯精确调控系统的制作方法

本发明属于温度控制，具体的说是一种电阻设备温度及温梯精确调控系统。

背景技术：

1、电阻设备温度调控主要广泛应用于pvt工艺、半导体制造、陶瓷材料加工、金属热处理领域中，温度及温梯调控可以实现对电阻设备内部温度的精确控制，提高材料的处理质量和稳定性。

2、电阻设备温度及温梯调控系统主要是通过温度传感器、温度控制器、加热元件和冷却元件组成，在使用过程中，通过温度传感器可实时监测电阻设备内部的温度，并将数据传输给温度控制器，之后计算出需要加热或冷却的功率，并控制加热元件和冷却元件的工作状态，从而即可实现对电阻设备内部温度的控制。

3、但是现有的加热方法通常只依赖于一个热源的电阻或感应加热，导致这种加热方式速度较慢，加热不均匀的问题，同时会造成粉料消耗不均匀的情况发生，不利于制备高质量的单晶加工，为此，本发明提供一种电阻设备温度及温梯精确调控系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，包括电控柜、电控柜内部安装有供电模块、感应加热模块、电阻加热模块、测温模块、控制端、温度控制单元；所述电控柜和供电模块之间通过电性连接；所述供电模块和感应加热模块之间通过电性连接；所述感应加热模块和电阻加热模块之间通过信号连接；所述电阻加热模块和测温模块之间通过信号连接；所述测温模块和控制端之间通过信号连接；所述控制端和温度控制单元之间通过信号连接；

3、所述电控柜和供电模块之间通过电性连接：其可为电控柜进行供电，以供其内部各种元件正常运行；

4、所述电控柜和感应加热模块之间通过信号连接：其可感应加热能量进行调节，具有较好的节能效果，同时感应加热不产生明火，降低火灾、爆炸一些危险事件的可能发生，提高安全效果，同时可对设备进行局部加热作用；

5、所述供电模块和电阻加热模块之间通过电性连接：其可通过向电阻丝通电，使其产生热量，从而可对周围环境或物体进行加热；

6、所述电阻加热模块和测温模块之间通过信号连接：其主要是对设备整体温度进行检测，通过相应的测量电路把电阻变化转变为电信号，从而实现对温度的测量，以便对设备所加热的温度进行实时观察；

7、所述电控柜和控制端之间通过信号连接：其可通过接收来自多路测温模块的温度数据，并根据预设的温度范围或变化速率参数，对相应的设备或环境进行控制或调节，以保证产品质量和安全性。

8、优选的，所述电控柜内部安装有温度控制单元：其可以实时监测两个独立温梯温度变化并反馈给控制端，通过控制端调节电阻加热模块的功率，实现对两个独立温梯的精准控制，控制温度波动≤0.5℃。

9、优选的，该温度及温梯精准调控方法适用于上述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其调控方法包括以下步骤：

10、s401：晶体粉料材料准备，放入粉料坩埚区域，准备好需要籽晶材料，固定到长晶坩埚区的顶部；

11、s402：将坩埚内抽真空至真空度为10-5-10-4pa，以50-5000ml/min的流量充入氮气或惰性气体或上述的混合，使装置内部气压达到80-700torr；

12、s403：调整加热控制独立温梯参数：分别对电阻加热模块和感应线圈分别进行加热，由上下测温窗进行温度反馈，通过控制系统进行温度加热控制；

13、s404：温度根据晶体材料的需求设定到指定温度，加温到1800℃-2200℃，通过控制系统保持温度恒温保持10-100小时，控制温度范围在±0.5℃以内；

14、s405：缓慢降温，以1-5℃/min的缓慢匀速降低温梯到500℃/cm，然后以5-10℃/min的缓慢匀速降低炉温到室温。

15、优选的，所述s2中所提出的坩埚主要包括上测温窗；所述上测温窗侧壁安装有坩埚盖；所述坩埚盖侧壁安装有籽晶；所述坩埚盖侧壁安装有长晶坩埚；所述长晶坩埚侧壁安装有保温材料；所述保温材料侧壁安装有感应线圈；所述长晶坩埚侧壁安装有粉料坩埚；所述粉料坩埚内侧壁设有粉料；所述粉料坩埚侧壁安装有电阻加热模块；所述电阻加热模块侧壁设有下测温窗；此时通过感应线圈与电阻加热模块的多维度进行加热，进而可增加对长晶坩埚及粉料坩埚的加热速度，同时降低温度的损耗，提高对粉料的加热均匀作用。

16、优选的，所述电阻加热模块包括第一电阻加热器、第二电阻加热器、第三电阻加热器；所述第一电阻加热器侧壁安装有第二电阻加热器；所述第二电阻加热器侧壁安装有第三电阻加热器；此时通过设置的第一电阻加热器，进而进一步增加对粉料加热时的均匀性。

17、本发明的有益效果如下：

18、1.本发明所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，通过设置的感应线圈和电阻加热模块，可降低现有只通过单一维度加热的方式，导致加热速度较慢，加热不均匀的情况发生，此时通过感应线圈与电阻加热模块的多维度进行加热，进而可增加对长晶坩埚及粉料坩埚的加热速度，同时降低温度的损耗，提高对粉料的加热均匀作用。

19、2.本发明所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，通过设置的第一电阻加热器，可降低对粉料坩埚加热的不均匀，导致粉料难以进行受热均匀，影响对粉料的加工效果，此时通过设置的第一电阻加热器，进而进一步增加对粉料加热时的均匀性。

技术特征：

1.一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其特征在于：包括电控柜、电控柜内部安装有供电模块、感应加热模块、电阻加热模块、测温模块、控制端、温度控制单元；所述电控柜和供电模块之间通过电性连接；所述供电模块和感应加热模块之间通过电性连接；所述感应加热模块和电阻加热模块之间通过信号连接；所述电阻加热模块和测温模块之间通过信号连接；所述测温模块和控制端之间通过信号连接；所述控制端和温度控制单元之间通过信号连接；

2.根据权利要求1所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其特征在于：所述电控柜内部安装有温度控制单元：其可以实时监测两个独立温梯温度变化并反馈给控制端，通过控制端调节电阻加热模块的功率，实现对两个独立温梯的精准控制，控制温度波动≤0.5℃。

3.根据权利要求2所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其特征在于：该温度及温梯精准调控方法适用于权利要求1-2中所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其调控方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其特征在于：所述s2中所提出的坩埚主要包括上测温窗(101)；所述上测温窗(101)侧壁安装有坩埚盖(102)；所述坩埚盖(102)侧壁安装有籽晶(103)；所述坩埚盖(102)侧壁安装有长晶坩埚(106)；所述长晶坩埚(106)侧壁安装有保温材料(104)；所述保温材料(104)侧壁安装有感应线圈(105)；所述长晶坩埚(106)侧壁安装有粉料坩埚(107)；所述粉料坩埚(107)内侧壁设有粉料(108)；所述粉料坩埚(107)侧壁安装有电阻加热模块(109)；所述电阻加热模块(109)侧壁设有下测温窗(110)。

5.根据权利要求4所述的一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，其特征在于：所述电阻加热模块(109)包括第一电阻加热器(201)、第二电阻加热器(202)、第三电阻加热器(203)；所述第一电阻加热器(201)侧壁安装有第二电阻加热器(202)；所述第二电阻加热器(202)侧壁安装有第三电阻加热器(203)。

技术总结本发明属于温度控制技术领域，具体的说是一种电阻设备温度及温梯精确调控系统，包括电控柜、电控柜内部安装有供电模块、感应加热模块、电阻加热模块、测温模块、控制端、温度控制单元；所述电控柜和供电模块之间通过电性连接；通过感应线圈、电阻加热模块，分别同时通电加热，同时通过上测温窗、下测温窗进行全方位温度监控，同时设备通过长晶坩埚、粉料坩埚、保温材料建立凸型温梯场环境，该过程中，可降低现有只通过单一维度加热的方式，导致加热速度较慢，加热不均匀的情况发生，此时通过感应线圈与电阻加热模块的多维度进行加热，进而可增加对长晶坩埚及粉料坩埚的加热速度，同时降低温度的损耗，提高对粉料的加热均匀作用。技术研发人员：赵丽丽,李铁,张胜涛受保护的技术使用者：哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18